[发明专利]一种基于胸阻抗的运动肺功能测量系统

权利要求书

1.一种基于胸阻抗的运动肺功能测量系统，其特征在于，包括微型控制器、无线通信模块、胸阻抗测量模块和专用电极阵列，所述胸阻抗测量模块分别连接专用电极阵列和微型控制器，所述微型控制器与无线通信模块连接，

所述胸阻抗测量模块包括多路转换开关、人体阻抗测量芯片、自校正电路和外围电路，所述人体阻抗测量芯片分别连接多路转换开关、自校正电路、外围电路和微型控制器，所述多路转换开关与专用电极阵列连接，所述人体阻抗测量芯片采用AFE4300芯片；

所述专用电极阵列包括四对复合电极；

该基于胸阻抗的运动肺功能测量系统的具体测量过程包括以下步骤：

1）利用自校正电路对AFE4300芯片进行校准，获得测量到电压数据与被测阻抗之间的拟合关系；

2）AFE4300芯片产生50 kHz激励电流，幅值为0.3500 mA，通过多路转换开关依次选通贴附于被测对象胸腔表面四对复合电极中的一对中的电流电极对对人体胸腔施加上述激励电流，然后通过复合电极中的电压电极对测量响应电压，根据步骤1）得到的电压/阻抗拟合关系，获得胸阻抗数据；

3）对胸阻抗数据进行基于巴特沃斯滤波器的带通滤波，提取心率信号，用于运动过程中心率监测，心率可以用于运动强度的评估，防止运动过度；

4）对胸阻抗信号进行小波滤波和平滑处理，并用多项式拟合法去除基线漂移；

5）对所得信号幅值及斜率变化进行阈值判断，提取人体运动信号，基于幅值变化的阈值和斜率，从步骤4）所得信号中获得阈值小于设定值的、表征运动产生的胸阻抗变化的小幅脉冲信号，作为所述人体运动信号；

6）将步骤4）与步骤5）所得的信号相减，并做平滑处理，得到呼吸信号；

7）对呼吸信号进行特征分析，得到局部肺通气信息和肺活量信息，评估肺功能。

2.根据权利要求1所述的基于胸阻抗的运动肺功能测量系统，其特征在于，所述步骤4）和步骤6）中的平滑处理基于五点三次平滑滤波方法实现。

3.根据权利要求1所述的基于胸阻抗的运动肺功能测量系统，其特征在于，基于所述呼吸信号获得局部肺通气信息和肺活量信息具体为：

以所述呼吸信号作为准确胸阻抗信号，根据阻抗-肺通气量拟合公式，计算局部肺通气量和肺活量。

4.根据权利要求1所述的基于胸阻抗的运动肺功能测量系统，其特征在于，所述无线通信模块采用蓝牙通信模块。